生物质碳量子点的绿色制备及对Cu2+的检测

向日葵作为我国主要的油料作物之一,其秸秆是天然的纤维素材料,具有绿色无毒,成本低廉的优势,是制备生物质碳量子点的理想材料之一。近年来,由于含铜农药和化学肥料的不规范使用,大量含铜污染物被排放导致农田土壤和水环境中的铜含量远高于环境背景值。因此,迫切需要开发出一种选择性好、灵敏性强且对环境友好的Cu²⁺检测方法。碳量子点(CDs)是一种粒径小于10 nm的准球形荧光碳纳米材料,因其表面含有丰富的极性官能团,具有良好的水溶性而被广泛研究。与传统的半导体量子点(CdSe, CdTe)相比,CDs具有合成原料广泛、生物相容性好等优点。主要应用于生物成像、光催化、光电转化以及传感检测等领域。然而目前用于碳化合成CDs的前驱体大多为昂贵的化学品,且合成过程复杂污染环境,限制了CDs的大规模生产与应用。开发出一种生态友好,简单、廉价的CDs合成方法是很有意义的。本研究以废弃的向日葵秸秆为碳源,采用简便的水热法合成生物质碳量子点(S-CDs)作为荧光探针,用于检测识别Cu²⁺。通过对S-CDs的一系列光学性质分析与表征,鉴定出其表面官能团主要包括O—H, N...     

水溶性CdTe量子点荧光探针的制备表征及应用

采用水相合成法,在氮气气氛下,以3-巯基丙酸(MPA)为稳定剂制备了水溶性的CdTe量子点,并通过荧光(PL)光谱、紫外可见(UV-Vis)光谱、透射电子显微镜(TEM)和X射线粉末衍射(XRD)对样品进行了表征。XRD结果表明量子点为立方闪锌矿结构,TEM结果表明量子点分散性较好,形状为球形,平均粒径为2.0 nm。进一步考察了回流时间、反应温度和体系pH值对量子点性能的影响,结果表明:回流时间、反应温度和体系pH值对量子点的粒径大小、粒径分布及生长速度均有影响。基于量子点对金属离子具有荧光响应的特性,以CdTe量子点为荧光探针实现了对水溶液中Ni2+的检测。     

微波辐射法制备水溶性CdTe量子点及其光谱学研究

用半胱胺作为稳定剂,采用微波辐射加热的方法快速合成了水溶性的CdTe量子点。吸收光谱和荧光光谱表明所合成的量子点具有优异的发光性能。透射电子显微镜(TEM)和X射线粉末衍射(XRD)表征了量子点的结构和粒径分布。通过荧光发射光谱研究了反应温度、加热时间和配体浓度对量子点晶体生长速度的影响。反应温度提高或稳定剂半胱胺的浓度减小,纳米晶体的生长速度加快。在一定温度下,随着反应时间的延长,量子点发射波长发生红移。与传统的水相回流方法相比微波加热制备水溶性的CdTe量子点具有反应速度快、得到的量子点尺寸分布均匀、半峰宽较窄和量子产率较高等特点。     

CdTe量子点的超快过程研究

使用pumpprobe技术研究了CdTe量子点的瞬态吸收光谱,通过双指数拟合,得到两个弛豫过程,将得到快过程归结为表面俘获载流子跟价带底空穴的直接复合,即表面态辐射过程;慢过程被归结为电子被深表面态俘获,然后以发射荧光或无辐射跃迁的形式与空穴进行复合,即深表面俘获态辐射过程. 并细致的研究了量子点的尺寸对单纯核的弛豫过程的影响.     

CdTe,核 壳型CdTe/CdS及CdTe/ZnS量子点的合成及表征

在水相中制备了半导体CdTe纳米晶,核 壳型CdTe/CdS和CdTe/ZnS纳米晶（即量子点;QDs）.利用扫描隧道显微镜（STM）和荧光光谱(FS)对合成的纳米晶量子点进行了研究,并且根据FS的数据进行了量子效率的计算.STM的结果表明合成的量子点直径约为3 nm并且分布良好.为了提高量子效率,对Cd2+浓度和Cd2+∶S2－比例等反应条件进行了研究,结果表明随着回流时间的增加,核 壳型量子点CdTe/CdS的量子效率总体上呈下降趋势.CdTe/CdS在pH8.5,Cd2+∶S2－=10∶1（摩尔比）时可获得80.0%的最大量子效率.同时制备了核 壳型量子点CdTe/ZnS,其最大发射波长由551 nm（CdTe）红移到635 nm（CdTe/ZnS）表明量子点的尺寸在增长,但是量子效率下降到14.4%. 当前研究的量子点可适用于生物标记,生物成像,以及基于共振能量转移的生物传感研究.     

PbTe/CdTe量子点的光学增益

PbTe/CdTe量子点是一类新型异系低维结构材料,实验发现具有强的室温中红外光致发光现象.为研究这一材料体系的发光特性,建立了理论模型,计算了PbTe/CdTe量子点的光学跃迁和增益.模型基于k·p包络波函数方法并考虑了PbTe能带结构的各向异性.分析了量子点光学增益与量子点尺寸、注入载流子浓度的关系.结果表明,当注入载流子浓度在(0.3—3)×10¹⁸cm^-3范围时,尺寸为15—20nm的量子点可以产生 关键词： PbTe/CdTe量子点 光学增益 铅盐矿半导体     

开关式氧化锌量子点荧光探针制备及其特异性检测Cu2+应用

采用溶胶凝胶法制备出一种荧光性能稳定的氧化锌量子点(ZnO-NH2 QDs),并对其进行紫外-可见光谱(UV-Vis)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、荧光(PL)表征.基于Cu2+对ZnO-NH2 QDs动态荧光猝灭且Cu2+可与邻苯二胺(O...     

巯基琥珀酸包被的CdTe量子点的制备及其在细胞标记中的应用

以巯基琥珀酸(MSA)作为稳定剂,在水溶液中合成稳定的CdTe纳米量子点,用紫外-可见荧光分光光度和荧光光谱方法研究了CdTe量子点的发光特性.并将其与鼠抗人AFP抗体连接制备水溶性CdTe-AFP复合物探针,对人肝癌细胞进行标记和成像.结果表明所制备的CdTe-AFP复合物探针对人肝癌细胞成像清晰,在生物医学领域具有重要的应用价值.     

CdTe量子点作荧光探针检测微量铅的方法研究

研究了用表面修饰的CdTe量子点作荧光探针检测水相中的微量铅离子。以巯基丙酸为稳定剂,在水相中合成了CdTe量子点。基于Pb2+对CdTe量子点有显著的荧光猝灭作用,用CdTe量子点作荧光探针,建立了水相中微量Pb2+的定量检测方法。研究结果表明:在优化的实验条件下,当Pb2+浓度在1.0×10-8～1.0×10-6 mol.L-1范围内时,量子点的荧光猝灭强度(ΔF)与Pb2+的浓度之间有良好的线性关系,线性相关系数为0.997 2,计算此方法的检出限为9.3×10-10 mol.L-1,相对标准偏差为5.9%,回收率为86%～110%。同时研究了常见金属离子的干扰作用,结果表明所建立的方法具有很好的选择性。     

利用CdTe量子点增敏鲁米诺-过氧化氢化学发光体系测定水环境中的对苯二酚

在碱性条件下,CdTe量子点对鲁米诺-过氧化氢化学发光体系具有显著的增敏作用,而对苯二酚对该体系的化学发光有强烈的抑制作用,以此建立了流动注射化学发光检测对苯二酚的新方法。在优化实验条件下,在1.0～25 nmol·L-1范围内对苯二酚的浓度与化学发光强度的抑制值ΔI呈良好的线性关系(R2=0.993 2),检出限为0.76 nmol·L-1,经实际应用证明,该方法可用于水环境中对苯二酚的测定。此外,对CdTe量子点增敏鲁米诺-过氧化氢化学发光体系的机理进行了探讨。     

基于CdTe量子点荧光猝灭-恢复方法测定依诺沙星的研究

水相合成了巯基丙酸保护的CdTe量子点。根据在Cu2+存在的情况下,CdTe量子点荧光恢复程度与依诺沙星浓度成正比的现象,建立了基于CdTe量子点荧光猝灭-恢复测定依诺沙星的新方法。考察了溶液pH值以及Cu2+浓度等对检测体系的影响。在p H=10的硼砂缓冲溶液中,在Cu2+浓度为2.3×10-5mol/L的条件下,依诺沙星浓度在8.0×10-7~3.0×10-5mol/L范围内与量子点荧光恢复程度呈良好的线性关系,检出限为7.2×10-8mol/L。该方法用于实际样品中依诺沙星的检测,回收率为95.5%~105.0%。     

不同巯基试剂修饰的CdTe量子点与BSA相互作用研究

修饰试剂对量子点的合成、性质具有重要的影响,但目前有关修饰试剂对量子点与蛋白质间相互作用的影响尚不清楚。采用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱及红外光谱研究了3种巯基化合物(巯基乙酸,TGA;L-半胱氨酸,L-Cys;还原型谷胱甘肽,GSH)修饰的CdTe量子点与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用。通过Stern-Volmer方程对数据进行了分析,得到了不同CdTe量子点与BSA相互作用过程的ΔHθ,ΔGθ和ΔSθ,并比较了CdTe量子点的不同修饰剂对BSA荧光猝灭的影响。研究结果表明,3种修饰试剂包覆的CdTe量子点与BSA的相互作用均为静态猝灭过程,猝灭常数KSV(L-Cys)KSV(TGA)≈KSV(GSH);TGA和L-Cys修饰的CdTe量子点与BSA的结合力主要为疏水作用力,而GSH修饰的量子点与其结合力既有氢键作用力又有疏水作用力;这些结果说明量子点与BSA的作用过程与量子点表面修饰试剂的类型有关。     

生物相容性量子点的表征及其在细胞标记中的应用

利用无机低温水相合成法制备表面包覆L-半胱氨酸的CdTe/ZnTe核壳型量子点,测量不同溶液以及激发功率激光作用下该量子点的光谱特性。结果表明,该量子点吸收谱和荧光光谱峰值位置不随pH值变化,而荧光光强随pH值升高呈近似线性上升趋势;不同缓冲液对该量子点荧光光强无影响,但随孵育时间延长,荧光强度略有下降;在强激光照射下QDs会被快速光漂白,选择适当的激光功率(<100 μW),可降低漂白速率,实现长时间稳定测量。因此,该量子点具有较好的生物稳定性和光稳定性,将其与血铁蛋白相连形成靶向共轭纳米粒,可成功用于HeLa细胞标记。细胞内量子点光漂白实验表明,细胞微环境会影响量子点的光稳定性,加速量子点的光漂白。     

CdTe∶Eu量子点的合成及其光学性能研究

采用1-十八烯作为高温反应溶剂,利用氯化铕和磷酸三丁酯制备铕前驱体。分别采用正三辛基膦和碲粉制备的碲前驱体,以及油胺和二水乙酸镉制备的镉前驱体,在200℃合成Eu掺杂Cd Te量子点。实验发现随着反应溶液中Eu的含量上升,Cd Te量子点的荧光峰发生显著红移,但Eu的含量过高则会导致量子点的荧光强度下降。     

氮掺杂碳量子点的合成及作为荧光探针对Hg~(2+)的检测

与传统量子点相比,碳量子点作为一种新型的荧光碳纳米材料,由于其良好的生物相容性、易于表面功能化、低毒性等优点受到了广泛关注。采用柠檬酸为碳源,氨水为氮源,热解法制备出水溶性好的氮掺杂碳量子点(NCDs)。透射电镜(TEM)观察NCDs的粒径在3nm左右;X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶红外光谱(FIIR)证明NCDs的表面被羧基、氨基、羟基、羰基等官能团功能化,说明NCDs有很好的水溶性。研究还发现Hg~(2+)对NCDs的荧光有良好的猝灭作用,可作为荧光探针检测水中Hg~(2+)含量。在PBS缓冲液中(0.1mol·L~(-1) pH 7.0),NCDs的荧光猝灭率(F/F0)与汞离子浓度在0.001~0.1μmol·L~(-1)之间存在良好的线性关系,检出限为2.1nmol·L~(-1)。该方法灵敏度高、选择性好、方法简便,可应用于Hg~(2+)快速、灵敏的检测。     

水溶性量子点荧光探针用于帕珠沙星的含量测定

文章采用荧光光谱和紫外光谱研究了CdTe量子点(CdTe QDs)与广谱抗菌药物帕珠沙星的相互作用。结果表明,随着帕珠沙星浓度的增加,CdTe QDs荧光强度有规律的降低,但通过透射电镜图对QDs及加入帕珠沙星后的QDs进行比较,发现QDs仍然均一单分散,表明反应的作用机理可能是帕珠沙星促使QDs表面键合的有机分子发生变化,在Cd空位表现出的表面缺损上形成了碲氧复合物,致使荧光猝灭。因此该反应可作为一种新颖的快速检测帕珠沙星含量的方法。在一定条件下,帕珠沙星溶液的浓度与量子点荧光强度成线性关系,线性范围为10.0～850 μg·mL-1,相关系数r为0.995 4,检测限(S/N=3)为3.254×10-3 μg·mL-1。药物对量子点的猝灭常数为2.188×104 L·mol-1。应用到冻干粉针剂和氯化钠注射液中帕珠沙星的含量测定,所得结果与标示量一致。该方法较常用检测方法具有简便、快捷、灵敏、线性范围宽的优点,并有望进一步开展发药物体内显像及作用机理的研究。     

以巯基丙酸为稳定剂的水溶性CdTe量子点的水热合成及表征

以巯基丙酸(MPA)为稳定剂,采用水热合成方法在160 ℃下合成水溶性CdTe量子点。研究了不同反应时间及反应前驱体溶液的不同pH值对合成的CdTe量子点光学性质的影响。结果表明:所制得的CdTe量子点的荧光发射波长在510~661 nm范围内连续可调,并且CdTe量子点的光学性质强烈地依赖于反应前驱体溶液的pH值,最佳pH值为9。透射电子显微镜和X射线衍射分析表明所制备的CdTe量子点的形状接近于球形,粒径分布较均匀。与回流方法制备的水溶性量子点相比,高温条件下的水热合成方法简单,反应时间短,CdTe量子点生长速度快,100 min就可生长到3.5 nm,并且所制得的CdTe量子点荧光强度高,稳定性好,荧光量子产率也较高,最高可达44.6%。     

CdTe量子点的光谱特性及其应用

研究了水相CdTe量子点的共振散射光谱、荧光光谱和吸收光谱特性。结果表明,随着量子点粒径(d)的增大,CdTe量子点的荧光峰(λ_F)发生红移,吸收峰也发生红移,且吸收峰(λ_A)的峰形变宽、吸光度(A)降低,λ与ln(d)均存在较好的线性关系。其函数关系为λ_A =126.74 ln(d)+395.92和λ_F=155.01 ln(d) +415.5。共振散射光谱研究表明, 共振散射波长λ_R与CdTe量子点粒径（3.8～8.6 nm）的对数存在较好的线性关系,线性回归方程为λ_R=148.37 ln(d)+418.08, 相关系数为0.995 2,而且同一粒径的CdTe量子点,共振散射强度与CdTe量子点的浓度也存在良好的线性关系,粒径为3.8 nm的CdTe量子点在波长597 nm处的线性范围,回归方程,相关系数分别为：22.5～180.0 μmol·L-1;I_{597 nm}=0.572 1c+5.884,0.997 5。共振散射光谱法作为检测CdTe量子点粒径的一种新方法,具有简便快速及较好的应用价值。